茶叶中草甘膦残留现状与对策

高万君 李叶云 侯如燕

摘要：近年来，草甘膦作为茶园常用除草剂，茶叶中的残留问题备受关注。文章介绍了茶叶中草甘膦的残留现状、检测方法及草甘膦在茶树中的吸收转运代谢行为;分析了草甘膦代谢产物氨甲基膦酸的毒性和风险状况;针对现阶段茶叶中草甘膦存在的问题及隐患提出了相应的建议，为茶叶农药残留安全提供预警信息。

关键词：茶叶;草甘膦;氨甲基膦酸;残留现状;对策

Status and Countermeasures of

Glyphosate Residue in Tea

GAO Wanjun， LI Yeyun， HOU Ruyan*

School of Tea and Food Science & Technology， Anhui Agricultural University/Research Center of Food Nutrition and Safety/

State Key Laboratory of Tea Plant Biology and Utilization， Hefei 230036， China

Abstract： Glyphosate is a commonly used herbicide in tea gardens. In recent years， glyphosate residue in tea has attractedmuch attention. This article introduced the residue status， detection methods of glyphosate pesticide in tea and itsabsorption， transport and metabolism behavior in tea plants. The toxicity and risk status of glyphosate metabolite（aminomethylphosphonic acid） were analyzed. In view of the existing problems and potential dangers of glyphosatein tea， corresponding suggestions were put forward to provide early warning for the safety of tea pesticide residues.

Keywords： tea， glyphosate， aminomethylphosphonic acid， residue status， countermeasures

我國是产茶大国，茶园面积和茶叶产量均居世界首位。茶树适宜生长在热带和亚热带地区，这种气候也适宜杂草的生长，目前报道的我国茶园杂草种类共412种[1]。杂草与茶树争夺阳光、水分和土壤养分，并易产生茶园病虫害，进而影响茶树生长、茶叶产量和品质。人工除草成本高、效率低。长期以来，使用化学除草剂是茶园杂草防治的重要手段，而草甘膦作为全球使用时间最长、使用范围最广的除草剂，在茶园中普遍使用。由于草甘膦易被土壤钝化，可能长期存在于土壤中被茶树吸收。近年来，有关茶叶中草甘膦残留超标的情况时有发生，针对草甘膦残留，许多国家开始陆续制定更加严格的管理政策和计划调整限量标准。因此，有必要对茶叶中草甘膦残留现状进行综合分析，为我国茶叶草甘膦农药残留控制提供预警信息。

一、草甘膦在茶园中的使用与残留现状

草甘膦（Glyphosate），又称镇草宁、农达、草干膦、膦甘酸，化学名称为N-（磷酸甲基）甘氨酸，由美国孟山都公司开发，是一种内吸传导型广谱灭生性除草剂。草甘膦可以除去一年生或多年生恶性杂草，因具有高效、低毒、廉价等特点而广泛应用于很多领域，尤其是农业领域，现已成为全球生产和使用量最大的除草剂[2]。

我国茶树种植区域广阔，茶园生态环境复杂，杂草与茶树争夺水分、养分和生长空间，还会助长病虫害的滋生蔓延，对茶叶产量和质量都造成影响，因此杂草防治是茶园管理中必不可少的环节[3]。人工除草效果好，但成本高、效率低。而化学除草剂可以弥补这些不足，多年来，草甘膦一直担当着非选择性除草市场的龙头。随着草甘膦的使用量不断增加，特别是在茶园中的应用日益剧增，其残留问题也越来越受到关注。我国颁布的《食品安全国家标准  食品中农药最大残留限量》（GB 2763—2019）中规定茶叶中草甘膦最大残留限量（MRL）为1 mg/kg[4]，即在茶叶中法定允许的草甘膦最大质量分数为1 mg/kg，出口日本和欧盟的茶叶草甘膦最大残留限量分别为1 mg/kg、2 mg/kg，均只含草甘膦母体，未规定代谢物的最大残留限量。

近年来，茶叶中草甘膦除草剂超标引起业内普遍关注，根据浙江省茶叶预警点领导小组办公室统计，2013—2016年，我国出口茶叶（不含茶饮料）被境外通报不合格次数分别为58批次、40批次、32批次、24批次，主要为农药残留问题，其中草甘膦是新增加通报项目的重点[5]。2019年9月，欧盟食品安全局（EFSA）根据欧盟第396/2005号法规，对草甘膦残留量进行了审查评估，建议降低茶叶等153种农产品中草甘膦残留限量值。预计欧盟将接受EFSA建议，适时调整草甘膦残留限量标准。法国、德国等欧盟成员已开始或计划采取行动禁止或限制使用草甘膦[6]。因此，在茶产业可持续发展面临严峻挑战的同时，有必要对茶叶中草甘膦使用进行综合分析。

二、草甘膦及其代谢物的毒理学和健康风险

近年来，多项研究结果表明，草甘膦对生物具有一定的毒性，是一种内分泌干扰物。抑制哺乳动物的细胞色素P450酶活性，引起欧洲鳗鱼的肝红细胞染色体异常以及细胞DNA链断裂，会对雄性Wistar大鼠的大脑造成严重的氧化损伤等;还与不孕不育、癌症等数种疾病有关[2，7]。鉴于草甘膦存在多种毒性作用，对人体健康存在潜在危害，很多国家和地区对草甘膦的使用进行限制和对在食品中残留制定了严苛的限量标准。国际权威机构对草甘膦致癌的研究结果一直受到很大争议，2015年草甘膦被世界卫生组织（WHO）下属的国际癌症研究机构（IARC）列入“2A”类致癌物，意味着草甘膦对人“很可能”致癌。2016年5月世界卫生组织与联合国粮食及农业组织（FAO）经过重重研究之后又得出“草甘膦不大可能致癌”的结论。2017年，欧洲化学品管理局（ECHA）、加拿大卫生部有害生物管理局（PMRA）、欧盟食品安全局（EFSA）、美国环保署（EPA）先后表示草甘膦不可能或不大可能对人类致癌[8]。然而，即便如此，草甘膦的安全风险仍继续受到质疑。就此来看，草甘膦残留已成为农药残留检测中的重要检测项目，因此对其检测方法的研究和开发具有较强的现实意义。

氨甲基膦酸（AMPA）是草甘膦的主要降解产物，与草甘膦具有相似的毒理学特点。近年来对AMPA的毒性研究主要集中在对生物胚胎发育的影响和细胞毒性等方面。Cheron等[9]通过实验测试了AMPA浓度对欧洲普通蟾蜍胚胎发育的影响，质量浓度涵盖天然水体中发现的草甘膦含量范围（0.07～3.57 µg/L），发现这些低浓度的AMPA降低了胚胎存活率，增加了发育持续时间，影响孵化的形态。Kwiatkowska等[10]表明AMPA对人体红细胞（体外）有轻微的毒性作用。当AMPA浓度达0.05 mmol/L时开始诱导溶血，达0.25 mmol/L时开始产生活性氧并增加血液中的高铁血红蛋白水平。有研究证明AMPA会引起脐带膜细胞损伤，并偶尔导致胚胎或新生儿细胞死亡[11-12]。Woźniak等[13]研究了AMPA对培养的人外周血单核细胞（PBMCs）DNA损伤的影响。将细胞孵育24 h，可诱导DNA单链和双链断裂，并引起嘌呤和嘧啶氧化，增加PBMCs中的ROS（包括·OH）水平。AMPA浓度达500 µmol/L时即会引起DNA损伤。

三、茶叶中草甘膦残留的检测方法

草甘膦属氨基酸类除草剂，具有强极性，不溶于一般有机溶剂，缺少发色和荧光基团，与植物中的有机物有很强结合能力，使其直接分析难度较大[5，14]。而茶叶基质复杂，含有大量的色素、多酚、生物碱等，对草甘膦的残留检测干扰较大。根据草甘膦的特性，目前茶叶中草甘膦的残留检测前处理过程一般使用水提取，二氯甲烷脱脂;固相萃取柱或分散固相萃取对提取液进行净化，以达到降低基质效应的目的;柱前或柱后衍生，使草甘膦衍生物具有紫外和荧光吸收基团，便于仪器分析。目前茶叶中草甘膦残留主要使用液相色谱串联质谱法进行测定，该方法具有高选择性、高灵敏度、重复性好以及对痕量化合物检出限低等优势。Li等[15]用水提取茶叶中草甘膦，二氯甲烷脱脂，阳离子交换（CAX）固相萃取柱进行净化，FMOC-Cl衍生，運用HPLC-MS/MS检测衍生物，结果显示，草甘膦在茶叶中的加标回收率为80.0%～104.0%，相对标准偏差（RSD）为6.7%～18.2%，定量限（LOQ）为0.05 mg/kg。Zhu等[16]用0.05 mol/L NaOH溶液提取，Oasis HLB柱净化，FMOC-CL衍生，使用UPLC-MS/MS检测茶叶中草甘膦的残留量，结果表明草甘膦LOQ为 0.03～0.08 mg/kg，回收率在72.1%～109.9%，RSD为0.5%～9.8%。Tong等[17]检测茶鲜叶中草甘膦残留，用水提取，QuEChERS净化，FMOC-Cl衍生，UPLC-MS/MS分析，结果显示，回收率和RSD分别在82.3%～116.0%、4.7%～13.0%范围内，LOQ为0.1 mg/kg。我国现行有效的关于茶叶中草甘膦残留量的检测方法有《进出口食品中草甘膦残留量的检测方法 液相色谱-质谱/质谱法》（SN/T 1923—2007）[18]、《出口食品中氨基酸类有机磷除草剂残留量的测定 液相色谱-质谱/质谱法》（SN/T 3983—2014）[19]和《出口食品中草甘膦及其代谢物残留量的测定方法 液相色谱-质谱/质谱法》（SN/T 4655—2016）[20]，这3项标准方法，前两者前处理方法相同，都是经过水和二氯甲烷提取，经阳离子交换柱（CAX）净化，与衍生化试剂FMOC-CL反应;后者用水提取，经透析袋、RP柱及石墨化碳黑吸附剂净化后分析。

在当今快速发展的大环境推动下，传统检测技术突破了繁琐的前处理过程，或与高分子材料和纳米材料等前沿技术融合，实现了快速、简单、高灵敏度和特异性分析。Kodama等[21]利用毛细管电泳在线生成铜（II）-草甘膦络合物方法快速、简单地分析茶饮料中草甘膦残留量，结果表明，使用此方法，草甘膦的回收率在98.4%～99.6%之间。Wang等[22]基于碳点标记抗体和抗原磁珠的免疫反应建立了高选择性和高灵敏度的草甘膦荧光检测方法，该方法用于珠江水、茶和土壤样品中草甘膦的检测，回收率在87.4%～103.7%之间，效果较好。Watanabe等[23]建立了一种基于比色法的草甘膦简单筛查方法，饮料样品（绿茶和可乐饮料）的检出限为800 μg/mL。

四、草甘膦在茶树中吸收转运代谢行为

侯如燕课题组对草甘膦在水培茶苗中的吸收、转运、代谢和分布动态进行了研究，结果表明，草甘膦经茶苗根部吸收并代谢成氨甲基膦酸，通过韧皮部或木质部转运到叶部，草甘膦在茶苗根部的残留量最高，老叶中的残留量高于嫩叶[17]。郭永春等[24]研究发现，对幼龄茶树与成年茶树喷施不同剂量的草甘膦后，草甘膦在茶树中的转运和代谢规律不尽相同，幼龄茶树茎和叶中可检测到代谢产物氨甲基膦酸，成年茶树茎和叶中未检测到氨甲基膦酸;成年茶树成叶中草甘膦的降解期比嫩叶长，积累量总体高于嫩叶。因此，就加工后的成品茶安全风险而言，使用茶树成熟叶片加工后的商品茶比嫩叶带来更大的安全隐患。郭永春等[25]还对草甘膦施用后对茶叶品质安全造成的潜在影响开展了进一步评估，以金观音茶树为试材，将草甘膦施于茶树培养基质中，研究草甘膦在茶树叶片中的残留情况以及对其主要生化成分的影响，结果显示，茶园喷施草甘膦后不易使茶树叶片产生明显药害，但可长时间保留在叶片中，并使茶树叶片中游离氨基酸、儿茶素和生物碱类化合物的含量发生显著改变。因此，最后建议茶园尽量不使用草甘膦除草剂，其部分结果与侯如燕课题组的研究结果基本一致，课题组在田间喷施推荐剂量草甘膦之后，发现茶园中草甘膦处理小区的茶树正常生长，未见药害产生[3]。

五、对于茶叶中草甘膦残留问题的建议

1. 加强茶叶中草甘膦及其代谢产物的风险监测

茶叶通常为水冲泡之后饮用，草甘膦及其代谢产物氨甲基膦酸为极性较高的化合物。这对直接饮用茶汤的消费者而言，产生的潜在风险值得进一步关注。GB 2763—2019中对残留物的定义为由于使用农药而在食品、农产品和动物饲料中出现的任何特定物质，包括被认为具有毒理学意义的农药衍生物，如农药转化物、代谢物、反应产物及杂质等[4]。我国茶叶中草甘膦残留定义中只规定了草甘膦母体，而其代谢产物氨甲基膦酸是毒理学意义上的毒物，却尚未涉及限量标准，建议启动茶叶中氨甲基膦酸的风险评估程序，提出合理的限量指标，制定相关的安全标准，并纳入相关检测[5]。茶叶中草甘膦及其代谢物残留检测过程繁琐，检验方法标准多且检测项目相互交叉。建议加强该类除草剂的方法标准整合和简单易行的检验方法研究。

2. 加快推廣茶园化学除草剂减施技术

我国出口欧盟的农产品中，茶叶占主导地位，对于欧盟将大概率接受EFSA的建议，适时调整草甘膦残留限量标准来说，我国目前比欧盟更为严格的茶叶中草甘膦残留限量标准，也将不再符合欧盟的标准。因此为了我国茶产业持续绿色高效发展，应该加大推广茶园除草剂减施技术。

茶园草害控制是茶树栽培管理中的一项重要工作，使用化学除草剂是我国茶园杂草防治的重要手段之一，但是过量或不规范的使用，会造成环境恶化。草甘膦作为茶园中使用广泛的除草剂，其残留超标对人类的安全风险备受关注，如何进行残留控制是我国茶产业面临的挑战。

有条件的茶园可以进行人工除草、机械除草等方法。茶园推行化学除草剂替代减量技术，包括人工与机械除草、生物除草、天然除草剂除草、覆盖与间作等农业措施除草[26]。近年来，随着“以草抑草”技术的成熟，应用鼠茅草、白三叶等草类植物在茶园及果园中抑制杂草的发生有很大的成效。张永志等[27]研究表明，在茶园间作鼠茅草可以显著降低杂草的发生并提高土壤肥力和提升茶叶品质，这一技术有望成为一种生态的茶园抑草方式。该技术是否能够改善受除草剂污染的土壤，值得进一步深入研究。另外，要加快开发出高效、安全的新型除草剂产品，以期使用较少的施用量达到最大化的效果。

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